PC817光耦常用電路設(shè)計(jì)和說明

PC817是常用的線性光耦,廣泛應(yīng)用在測(cè)量?jī)x器等電路之間的信號(hào)傳輸。常常在各種要求比較精密的功能電路中被當(dāng)作耦合器件,具有上下級(jí)電路完全隔離的作用,相互不產(chǎn)生影響。前端與負(fù)載完全隔壁,增加安全性,減小電路干擾,簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。
特點(diǎn):
1 、電流傳輸比(CTR: MIN. 50% at IF=5mA, VCE=5V)
2 、高隔離電壓:5000V有效值
3 、緊湊型雙列直插封裝。PC817為單通道光耦,PC827為雙通道光耦,PC837為三通道,PC847為四通道光耦。
4 、線性光耦元件

PC817工作原理
當(dāng)輸入端子通電時(shí),發(fā)光器發(fā)光并照亮受光器. 在接收光之后,光被打開,并且光電流被產(chǎn)生并從輸出端輸出,從而實(shí)現(xiàn)“電-光-電”轉(zhuǎn)換.
普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號(hào)(開關(guān)信號(hào)),不適合傳輸模擬信號(hào)‘線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件,能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號(hào),這樣隨著輸入信號(hào)的強(qiáng)弱變化會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的光信號(hào),從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同,輸出的電壓或電流也隨之不同。PC817光電耦合器不但可以起到反饋?zhàn)饔眠€可以起到隔離作用




光耦隔離數(shù)電信號(hào)電路設(shè)計(jì)
輸入電阻阻值選擇:
其輸入工作電流為幾mA至50mA,輸入壓降在20mA時(shí)為1.2V~1.4V,那么我們選擇輸入端的電阻,使得它導(dǎo)通時(shí)為20mA左右就能達(dá)到比較好的工作狀態(tài),那么輸入電阻?。?/p>
R = (5V-1.2V)/20mA = 190Ω
R?= (5V-1.3V)/20mA = 185Ω
R?= (5V-1.4V)/20mA = 180Ω
限流電阻如果選擇過大,則正向電流又可能過小,有可能導(dǎo)致無法正確傳遞信號(hào);如果電阻選擇過小,則正向電流有可能過大,則容易損壞光耦。
其次,需要關(guān)注一個(gè)很重要的參數(shù),電流傳輸比,即上圖中的 Current Transfer Ratio,這個(gè)參數(shù)對(duì)于不同的光耦有很大不同,它表征的是:輸出端的電流 比 輸入端的電流。當(dāng)然這個(gè)值只是在放大區(qū)有效,和三極管類似,表征了輸出端可能達(dá)到的最大電流時(shí)的比值。
由于我們是用作傳輸數(shù)字信號(hào),所以只用關(guān)注光耦的截止區(qū)和飽和區(qū);截止比較好說,輸入端無輸入時(shí),輸出端必然截止;而什么時(shí)候飽和呢?這取決于輸出端的電壓和電阻。
輸出電阻的選擇:
我們先計(jì)算輸出端可能達(dá)到的電流,當(dāng)輸入端為10mA時(shí),該光耦的傳輸比最小為50%,也即輸出端在外部電路合適的情況下,最小也有輸出10mA*50% = 5mA 的能力。所以,為了保證輸入端有電壓時(shí)輸出端進(jìn)入飽和區(qū),則需要的輸出端電阻最小為:
R = 5V / 5mA = 1kΩ
當(dāng)電阻更大時(shí),導(dǎo)通時(shí)電阻上的壓降更大,就更容易進(jìn)入飽和區(qū)。所以該阻值要往1kΩ大了選。
PC817后面的ABCD代表什么意思?
答:CTR電流參數(shù)比不同,A最小,D最大。CTR比越大,說明輸出端的電流越大。
CTR受溫度,IF,VCE,批次都有關(guān)系,因此要保留足夠的余量。實(shí)際上可以算一下。一般輸入電流在5-10mA經(jīng)驗(yàn)值,要根據(jù)具體的實(shí)際需求進(jìn)行選擇,Ic≤If*CTR。

為什么需要隔離
電子產(chǎn)品的信號(hào)線或者電源線可能會(huì)受到閃電、靜電放電、射頻傳輸、開關(guān)脈沖和電源擾動(dòng)引起的電壓浪涌的影響。
雷擊可引起高達(dá)10kV的浪涌電壓,比許多電子元件的電壓限制高出一千倍。產(chǎn)品電路本身也可能包含高壓電路,在這種情況下,就需要安全、可靠的方式將高壓電路與數(shù)字低壓器件連接起來,那么隔離技術(shù)就是一個(gè)很好的技術(shù)手段。
光隔離器的主要功能是阻止這種高電壓以及電壓瞬變,使系統(tǒng)某一部分的浪涌不會(huì)干擾或破壞其他部分。
常見的光耦結(jié)構(gòu)
常見的光耦合器有四種形式,不同之處在于所使用的光敏器件。光電三極管和光電達(dá)林頓管通常用于直流電路,光電可控硅和光電雙向可控硅用于控制交流電路。在光電三極管光耦合器中,晶體管可以是 PNP 或 NPN。達(dá)林頓晶體管是一對(duì)雙晶體管,其中一個(gè)晶體管控制另一個(gè)晶體管的基極。達(dá)林頓晶體管提供高增益能力。
